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另類武裝直升機,南非AH-2“石茶隼”(上)

2019-10-17  hercules0...

在武裝直升機屆,南非的“石茶隼”(Rooivalk)武裝直升機絕對是一個異類,這種外形獨特的大型武直無論在設計還是研制上,都顯示出小國南非對武裝直升機的獨特考慮。

聯合國維和涂裝的“石茶隼”
聯合國維和涂裝的“石茶隼”

戰火催生

  上世紀70年代末和80年代初,陷入邊境戰爭苦戰的南非國防軍(SADF)萌生了裝備武裝直升機的需求。

南非空軍的“云雀III”
南非空軍的“云雀III”

  在邊境戰爭期間,南非國防軍出動直升機向前線部隊運輸補給并提供火力支援,但付出慘重代價,被擊落5架“云雀III”(Alouette III)和4架SA 330“美洲獅”(Puma)直升機。鑒于普通直升機在現代戰爭中的脆弱性,南非國防軍意識到專用武裝直升機將能在接下來的沖突中發揮重大作用。該機不僅能被用于護航運輸直升機,還能對地面目標實施打擊,并有效地對付數量日益增加的蘇聯坦克。但南非由于種族隔離政策,1977年的聯合國安全理事會第418號決議排除了南非外購武直的可能性,剩下的唯一選擇只有自行研制。

邊境戰爭中的SA 330“美洲獅”
邊境戰爭中的SA 330“美洲獅”

  雖然南非擁有獨步非洲的國防工業,但研制武直仍然具有很大困難,從零開始研制全新武裝直升機將涉及設計和開發許多關鍵子系統和組件,例如渦軸發動機和動力系統、主旋翼和尾槳系統以及減速器。鑒于技術基礎以及全新研制大幅增加的資金和時間成本,因此南非人決定以現有直升機為基礎研制新武直。

一魚兩吃

  在當時南非空軍裝備有兩種主要法制直升機中,“云雀III”是一種誕生于60年代的輕型直升機,由于設計年代久遠和發動機功率不足,并不是研發武直的合適機型。剩下的就只有“美洲獅”了,該機塊頭要大得多,并配備了更強大的發動機,為容納更多設備和潛在升級提供了更廣闊的基礎。選擇該機的另一個關鍵因素是在南非正在研制性能相當于“超級美洲獅”的國產運輸直升機“羚羊”(Oryx),該機將具有更高的功率/重量比,以提高在非洲高溫環境下的性能。

與“茶隼”同源的“羚羊”
與“茶隼”同源的“羚羊”

  因此南非人最終決定新武直直接沿用“羚羊”的旋翼、尾槳和動力系統,這將能降低研制風險和成本,也意味著該機將是一種最大起飛重量達8噸的大型武直,具有較大航程并能掛載諸多傳感器和武器。這種后來被命名為“石茶隼”(Rooivalk是南非荷蘭語紅隼之意,但約定俗成的翻譯為“石茶隼”)的武直被設想為一種敏捷、高度復雜的武裝直升機,特別適用于對抗安哥拉戰區的諸多威脅和T-55坦克。

  為了投石問路,1981年3月阿特拉斯(Atlas)飛機公司(1996年4月成為丹尼爾飛機公司)獲得軍方合同,設計和制造“阿爾法”XH-1輕型攻擊/概念驗證直升機。該機以“云雀III”輕型直升機為基礎制造,保留了后者的發動機的傳動系統,使用全新設計的雙座串聯座艙取代了原始駕駛艙,并在機鼻下方增加了20毫米機炮,起落架也被改成后三點式。該機在1985年2月3日首飛,試飛結果讓阿特拉斯和南非空軍確信專業武直概念是可行的,從而為研制“石茶隼”敞開了大門。

“阿爾法”XH-1驗證機
“阿爾法”XH-1驗證機

XH-1的串列雙座座艙
XH-1的串列雙座座艙

  “石茶隼”的設計始于1984年底。出于謹慎起見,阿特拉斯把兩架SA 330L“美洲獅”直升機改裝為“貝塔”XTP-1概念驗證和系統測試機,用于測試“石茶隼”所需的武器、航空電子設備和材料。這兩架直升機在機身兩側安裝了武器短翼,在機鼻安裝了光電觀瞄轉塔,并在機腹安裝了20毫米GA-1機炮炮塔,對“石茶隼”所需的關鍵技術進行全面驗證,其中一些技術被也應用在了“羚羊”直升機的研制中。

“貝塔”XTP-1驗證機
“貝塔”XTP-1驗證機
“貝塔”XTP-1驗證機

生不逢時

  由于武直研發的巨大難度以及南非空軍一味追求高端系統,導致“石茶隼”的研制時程被大幅拖后,該機本來應該在80年代末與“羚羊”一起服役,結果直到1990年1月15日XH-2“石茶隼”XDM(實驗開發型)原型機才下線,隨后在2月11日首飛。1988年邊境戰爭的結束導致南非國防預算大幅度削減,計劃中“石茶隼”的采購數量也從36架被砍到12架,大幅推高了單機成本。

“石茶隼”XDM原型機
“石茶隼”XDM原型機

  在預算緊縮情況下,南非空軍認為“石茶隼”已經成為固定翼飛機的直接威脅,但該機卻得到了南非陸軍的廣泛支持,部分原因是國產武裝直升機的出現將能減少陸軍對大量坦克的采購和維護需求。因此南非陸軍為“石茶隼”項目提供了資金,幫助其度過了艱難的預算緊縮時期。

  盡管持續多年遭遇預算削減的困擾,但阿特拉斯仍繼續致力于這種非洲唯一的武裝直升機的研制,希望能在出口市場上博得一線生機。1992年阿特拉斯首飛了“石茶隼”先進驗證型(ADM)原型機,隨后在1996年11月又推出了工程開發型(EDM)原型機。

“石茶隼”ADM原型機683號
“石茶隼”ADM原型機683號

“石茶隼”EDM原型機672號
“石茶隼”EDM原型機672號

  阿特拉斯的堅持沒有白費,1996年7月南非空軍授予該公司12架AH-2“石茶隼”的訂單。南非空軍最初的裝備計劃為三個中隊配備36架,但該國種族隔離時代結束后不斷變化的政治形勢意味著“石茶隼”不再是一項重要裝備,最終決定只裝備一個“石茶隼”中隊,就是在布洛姆斯普魯特空軍基地重建的第16中隊。該中隊在1999年1月6日開始接受第一架直升機,比1996年3月的預定交付日期推遲了近3年。“石茶隼”的交付也相對緩慢,直到2004年3月才最終完成而不是計劃中的2001年。盡管第16中隊最終齊裝滿員裝備了12架“石茶隼”,但完全作戰能力遲遲無法生成,機隊還偶爾遭遇停飛之苦,并且在服役初期未使用過比火箭和機炮更先進的武器。

交付儀式上的“石茶隼”
交付儀式上的“石茶隼”

  2005年8月3日,一架“石茶隼”在布洛姆斯普魯特附近的一次失控降落中嚴重受損,機鼻部分折斷且主旋翼受到嚴重損壞,機組人員自行爬出直升機沒有受重傷。雖然該機受損嚴重無法維修,但南非空軍并沒有訂購替換直升機,自那時起就只剩11架現役“石茶隼”了。

第16中隊的“石茶隼”
第16中隊的“石茶隼”

  “石茶隼”漫長的研發也意味著該機剛服役就已經過時,其航電在80年代時還算先進,但此時已經過時,這影響了該機的戰斗力和出口潛力。2007年南非政府耗資9.63億蘭特(當時1蘭特=0.125美元)對“石茶隼”實施升級,目標是使該機具備全面作戰能力。2010年11月,升級后首架AH-2A“石茶隼”Mk 1在西開普省奧弗貝格空軍基地的試飛和發展中心(TFDC)進行了試飛。試飛包括晝夜飛行、機炮射擊以及對瞄準、通信和自衛系統進行評估。具備全面作戰能力的Mk 1(也被成為Block 1F批次)需要進行近140項改進,南非空軍11架“石茶隼”到2012年底全部升級完畢。

升級后的AH-2A“石茶隼”Mk 1展示其武器裝備
升級后的AH-2A“石茶隼”Mk 1展示其武器裝備

  2016年,丹尼爾公司開始為現有“石茶隼”機隊實施Mk1.1升級,為該機增加導彈逼近告警系統和升級航電。2016年9月南非政府與丹尼爾公司就重啟“石茶隼”生產進行了談判,該公司表示至少需要70架新直升機的訂單,才能使裝配線得以重建。

設計特點

  雖然“石茶隼”看起來像是一架全新的直升機,但該機大量采用“美洲獅”和“超級美洲獅”的一些逆向工程部件,包括后者的發動機。由于缺乏必要的時間、預算、經驗和技術,南非根本無力從零研制武裝直升機。“石茶隼”還從法國采購了旋翼頭和主起落架等南非無力制造的部件,旋翼葉片及主減速器和尾部減速器等關鍵部件則為法國設計, 在南非生產。

  “石茶隼”借鑒了世界第三代武裝直升機的設計,武器系統官(WSO)/副駕駛員坐在前座艙,飛行員坐后座艙,前后串列座艙具有獨立座艙蓋。前后座艙功能可互換,都具有環控系統,并都具有包括手不離桿操縱桿(HOCAS)的 復式操縱系統。機組人員坐在具有防彈保護裝置的馬丁·貝克耐墜座椅上,萬一發生墜機事故,機組人員將受到起落架的進一步保護,能承受高達6米/秒的下沉率沖擊。

“石茶隼”三面圖
“石茶隼”三面圖

  座艙儀表的核心是兩個160 x 160毫米(6.3 x 6.3英寸)彩色多功能顯示器(MFD),可顯示所有必要的飛行、導航、威脅、武器和瞄準系統信息。所有儀表均兼容夜視鏡(NVG),兩名機組人員均佩戴有法國泰雷茲“大貓頭鷹”(TopOwl)頭盔顯示器,可以直接控制傳感器轉塔和武器的指向。

座艙儀表布局
座艙儀表布局

  “石茶隼”具有完善的導航系統,包括GPS接收機、多普勒雷達速度傳感器、 雷達高度計和泰雷茲“卷云”(Stratus)環形激光陀螺儀姿態/航向參考系統(AHRS)。該機的導航和攻擊系統可以預先使用飛行計劃和航點進行編程,也可由兩名機組人員在飛行中進行編輯。作為Mk 1改進的一部分,該機的導航系統以及通信系統得到了全面升級。

“大貓頭鷹”頭盔顯示器
“大貓頭鷹”頭盔顯示器

  機鼻安裝的陀螺穩轉塔內置法國薩基姆(Sagem)公司的“夜貓子”(Night Owl)目標探測、獲取和跟蹤系統(TDATS),包括具有自動制導和跟蹤功能的前視紅外(FLIR)傳感器、微光電視(LLTV)攝像機以及一個激光測距儀和指示器。

“夜貓子”TDATS(右側),與原型機的觀瞄系統(左側)有明顯區別
“夜貓子”TDATS(右側),與原型機的觀瞄系統(左側)有明顯區別

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